چین تصور بشر را از فعالیت داخلی ماه دگرگون کرد

یافته‌های جدید پژوهشگران که به لطف سنگ‌های جدیدی که چین از ماه آورده ممکن شده، نشان می‌دهد ۱٫۹۷ میلیارد سال پیش هنوز گدازه‌ها بر سطح تنها قمر زمین جاری بوده‌اند.

سال گذشته بود که مأموریت بدون سرنشین «چانگ‌ای-۵» (Chang’e-5) با یک سطح‌نشین روی ماه فرود آمد و موفق شد ۱٫۷ کیلوگرم از خاک این جرم آسمانی را به زمین بیاورد. این مأموریت پس از مأموریت «لونا ۲۴» (Luna 24) شوروی در سال ۱۹۷۶ میلادی، نخستین مأموریت آوردن نمونه از ماه محسوب می‌شد.

هدف چانگ‌ای-۵ از جمع‌آوری نمونه سنگ‌های تنها قمر زمین، یافتن شواهدی از تازه‌ترین فعالیت‌های آتشفشانی روی ماه بود و این موضوع طی یک همکاری بین‌المللی با کمک پژوهشگرانی از چین، استرالیا، سوئد و آمریکا ممکن شد.

اگرچه دانشمندان پیش از این هم با مطالعه‌ی برخی از دهانه‌های برخوردی روی سطح ماه قادر به پیش‌بینی سنگ‌های آذرین با چنین سنی بوده‌اند اما تأیید موضوع بدون داشتن نمونه‌هایی برای بررسی، ممکن نبود و اکنون مأموریت چین یک دروازه‌ی جدید علمی باز کرده است.

تجزیه‌وتحلیل نمونه‌ها با استفاده از ابزار میکروپروب یونی با وضوح بالا (SHRIMP) در مرکز شریمپ پکن انجام شد. ابتدا مواد مرتب شدند و سپس پژوهشگران به صورت دستی چند قطعه‌ی ریز بازالت (سنگ آتشفشانی) با اندازه‌ی تقریبا ۲ میلی‌متر را برای بررسی انتخاب کردند. سپس این نمونه‌ها با روش‌های آزمایشگاهی که بر پایه‌ی تجریبات بررسی نمونه‌های آورده شده در دهه‌ی ۱۹۷۰ میلادی طی مأموریت‌های آپولو توسعه یافته‌اند، تجزیه‌وتحلیل شدند.

نمونه سنگ ماه جمع‌آوری شده طی مأموریت چانگ‌ای-۵ در موزه‌ی ملی چین در پکن
Credit: CCTV

فرآیند تعیین سن سنگ‌ها پیچیده است اما در اصل، از یک پرتو متمرکز از ذرات باردار برای بیرون راندن فازهای گوناگون مواد معدنی از نمونه‌ها و سپس بررسی آن‌ها استفاده می‌شود. در نهایت تلاش پژوهشگران با رسیدن به سن ۱٫۹۷ میلیارد سال که جوان‌تر از گدازه‌های بازالتی قبلی بود، نتیجه داد.

• ماه شاید از آن‌چه تصور می‌شد جوان‌تر باشد

یک راز علمی تازه

در تاریخ تکامل ماه، فعالیت‌های آتشفشانی بسیاری روی داده و باعث شکل‌گیری صفحات بزرگ از سنگ بازالت شده‌اند. این عوارض با نام دریاوار ماه شناخته می‌شوند و به صورت لکه‌های تیره روی سطح ماه معلوم هستند.

بیشتر فعالیت‌های آتشفشانی بین ۳ تا ۴ میلیارد سال پیش روی داده است و دانشمندان علوم سیاره‌ای با بررسی نمونه‌های بازالت جمع‌آوری شده طی مأموریت‌های آپولو و لونا و همچنین شهاب‌سنگ‌هایی با منشأ ماه، این موضوع را تأیید کرده‌اند.

اما تاکنون فعالیت‌های آتشفشانی جوان‌تر که بر اساس مطالعات شمارش دهانه‌ها پیش‌بینی می‌شدند هنوز مبهم بودند زیرا برای روی دادن فوران نیاز به گرمای داخلی در جرم آسمانی و شکل‌گیری مواد مذاب است. پیش از این تصور می‌شد که برای جرمی به اندازه‌ی ماه، این گرما ۲ میلیارد سال پیش یعنی مدت‌ها قبل از این سنگ‌ها از میان رفته باشد.

بنابراین یافته‌های جدید یک معمای تازه‌ی علمی را ایجاد کرده که چگونه یک جرم کوچک صخره‌ای مانند ماه با عمر ۴٫۵ میلیارد سال، می‌تواند ۲٫۵ میلیارد سال پس از شکل‌گیری گرمای کافی برای ادامه‌ی فوران‌های آتشفشانی داشته باشد.

محل فرود فضاپیمای چانگ‌ای-۵ چین بر روی ماه
Credit: CNSA/CLEP

در حالی که دانشمندان پیشنهاد می‌کردند که غلظت زیاد مواد رادیواکتیو در ماه می‌تواند مواد سنگی داخلی آن را ذوب کند اما ترکیبات نمونه‌های جدید نشان می‌دهد که این عامل، نقشی نداشته است.

• فضانوردان در ماه چند برابر زمین در معرض تابش رادیواکتیو قرار می‌گیرند؟

باید دید آیا گرمای جزر و مدی که بر اثر کشش و فشار تحت گرانش زمین و خورشید ایجاد می‌شود، می‌تواند در این امر دخالت داشته باشد یا خیر؟ از سوی دیگر شاید یک ترکیب منحصربه‌فرد در گوشته‌ی ماه منجر به کاهش دمای ذوب شود و چگونگی شکل‌گیری مواد مذاب را توضیح دهد. کار بر روی نمونه‌ها هم‌چنان ادامه دارد و پژوهشگران تلاش می‌کنند پاسخ این پرسش‌ها را بیابند.

تجزیه‌وتحلیل نمونه‌های مأموریت آپولو در اوایل دهه‌ی ۱۹۷۰ میلادی درک ما از پویایی منظومه‌ی شمسی و چگونگی شکل‌گیری و تکامل سیاره‌ها را متحول کرد. اکنون بار دیگر مطالعه‌ای جدید ارزش علمی باورنکردنی آوردن نمونه‌ها از دیگر اجرام سیاره‌ای را برای رمزگشایی اسرار آن‌ها در آزمایشگاه‌های روی زمین ثابت می‌کند.

نکته‌ی مهم دیگر آن است که تأیید روش شمارش دهانه‌ها با کمک بررسی نمونه‌های ماه، پیامدهای کلیدی برای تعیین سن سطح سیارات دیگر مانند مریخ، ناهید و عطارد دارد که ما هنوز هیچ نمونه‌ای از آن‌ها جمع‌آوری نکرده‌ایم.

عکس کاور: طرحی گرافیکی از جریان گدازه‌ها بر سطح ماه
Credit: NASA/Goddard Space Flight Center/Conceptual Image Lab

منبع: Science Alert